CN108127344A - 一种6082铝合金自由锻件的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种6082铝合金自由锻件的加工方法，通过对方锭进行敦粗后打方锻造并循环锻造多次后，拔长并矫正以形成预加工自由锻件的坯料，所述坯料的横截面与所述预加工自由锻件的最大横截面相对应；对所述坯料进行机加工，以形成与所述预加工自由锻件的成品的外形尺寸相对应的半成品自由锻件；对所述半成品自由锻件进行热处理。通过上述加工方法能够得到6082铝合金自由锻件，并且经过取样检测各项性能均能达到甚至超过传统6082铝合金带板结构的性能，从而拓宽了6082铝合金的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金加工技术领域，尤其涉及一种6082铝合金自由锻件的加工方法。
背景技术
6082属于热处理可强化合金，具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性，同时具有中等强度，在退火后仍能维持较好的操作性，主要用于机械结构方面，包括棒材、板材、管材和型材等。这种合金具有和6061合金相似但不完全相同的机械性能，其-T6状态具有较高的机械特性。合金6082在欧洲是很常用的合金产品，在美国也有很高的应用，适用于加工原料，无缝铝管，结构型材和定制型材等。6082合金通常具有很好的加工特性和很好的阳极反应性能。最常用的阳极反应方法包括去除杂质，去除杂质和染色，涂层等。
目前的6082铝合金多以带板的形式被使用，但在实际应用需求中，也常常需要用到非带板结构的6082铝合金，但因目前的加工工艺的限制，6082铝合金只有带板结构，从而使得6082铝合金的应用领域受到极限的限制。
综上所述，如何解决6082铝合金的应用领域受到限制的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种6082铝合金自由锻件的加工方法，以实现6082铝合金自由锻件的加工，从而拓宽了6082铝合金的应用领域。
为了实现上述目的，本发明提供了一种6082铝合金自由锻件的加工方法，该方法包括步骤：
步骤S1：对方锭进行敦粗后打方锻造并循环锻造多次后，拔长并矫正以形成预加工自由锻件的坯料，所述坯料的横截面与所述预加工自由锻件的最大横截面相对应；
步骤S2：对所述坯料进行机加工，以形成与所述预加工自由锻件的成品的外形尺寸相对应的半成品自由锻件；
步骤S3：对所述半成品自由锻件进行热处理，具体包括以下子步骤：
步骤S31：对所述半成品自由锻件进行淬火处理，所述淬火处理的固溶温度为535±5℃，空气保温时间为530分钟，淬火水温控制在60～70℃；
步骤S32：对经过淬火处理的所述半成品自由锻件进行人工时效处理，所述人工时效处理的温度为170±5℃，空气保温时间为8小时；
步骤S33：对经过人工时效处理的所述半成品自由锻件进行自然冷却至常温，得到成品自由锻件。
优选地，所述步骤S1中所述的坯料的高度方向相比于所述预加工自由锻件的高度方向甩有高度加工余量，所述坯料的宽度方向相比于所述预加工自由锻件的宽度方向甩有宽度加工余量。
优选地，所述高度加工余量和所述宽度加工余量均为10mm。
优选地，所述步骤S1中的坯料的长度为所述预加工自由锻件的最大长度的多倍。
优选地，经过所述步骤S2中机加工完成后的所述半成品锻件的表面光洁度为▽5。
优选地，所述步骤S32中人工时效处理的加热时间和空气保温时间总和控制在8～11小时。
优选地，在完成所述步骤S3后，还包括步骤S4：对完成热处理的成品自由锻件进行探伤检测。
优选地，所述成品自由锻件的状态为T6。
相比于背景技术介绍内容，上述6082铝合金自由锻件的加工方法，通过对方锭进行敦粗后打方锻造并循环锻造多次后，拔长并矫正以形成预加工自由锻件的坯料，所述坯料的横截面与所述预加工自由锻件的最大横截面相对应；对所述坯料进行机加工，以形成与所述预加工自由锻件的成品的外形尺寸相对应的半成品自由锻件；对所述半成品自由锻件进行热处理，该热处理具体包括：对所述半成品自由锻件进行淬火处理，所述淬火处理的固溶温度为535±5℃，空气保温时间为530分钟，淬火水温控制在60～70℃；对经过淬火处理的所述半成品自由锻件进行人工时效处理，所述人工时效处理的温度为170±5℃，空气保温时间为8小时；对经过人工时效处理的所述半成品自由锻件进行自然冷却至常温，得到成品自由锻件。通过上述加工方法能够得到6082铝合金自由锻件，并且经过取样检测各项性能均能达到甚至超过传统6082铝合金带板结构的性能，从而拓宽了6082铝合金的应用领域。
附图说明
图1为本发明实施例提供的6082铝合金自由锻件的加工方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的坯料锻造的工步图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种6082铝合金自由锻件的加工方法，以实现6082铝合金自由锻件的加工，从而拓宽了6082铝合金的应用领域。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明实施例提供的6082铝合金自由锻件的加工方法，该方法包括步骤：
步骤S1：对方锭进行敦粗后打方锻造并循环锻造多次后，拔长并矫正以形成预加工自由锻件的坯料，坯料的横截面与预加工自由锻件的最大横截面相对应，当然这里需要说明的是，一般来说，坯料的横截面要略大于预加工自由锻件的最大横截面，以便甩出加工余量；
步骤S2：对坯料进行机加工，以形成与预加工自由锻件的成品的外形尺寸相对应的半成品自由锻件；
步骤S3：对半成品自由锻件进行热处理，具体包括以下子步骤：
步骤S31：对半成品自由锻件进行淬火处理，淬火处理的固溶温度为535±5℃，空气保温时间为530分钟，淬火水温控制在60～70℃；
步骤S32：对经过淬火处理的半成品自由锻件进行人工时效处理，人工时效处理的温度为170±5℃，空气保温时间为8小时；
步骤S33：对经过人工时效处理的半成品自由锻件进行自然冷却至常温，得到成品自由锻件。
上述6082铝合金自由锻件的加工方法，通过对方锭进行敦粗后打方锻造并循环锻造多次后，拔长并矫正以形成预加工自由锻件的坯料，坯料的横截面与预加工自由锻件的最大横截面相对应，一般来说，坯料的横截面要略大于预加工自由锻件的最大横截面，以便甩出加工余量；对坯料进行机加工，以形成与预加工自由锻件的成品的外形尺寸相对应的半成品自由锻件；对半成品自由锻件进行热处理，该热处理具体包括：对半成品自由锻件进行淬火处理，淬火处理的固溶温度为535±5℃，空气保温时间为530分钟，淬火水温控制在60～70℃；对经过淬火处理的半成品自由锻件进行人工时效处理，人工时效处理的温度为170±5℃，空气保温时间为8小时；对经过人工时效处理的半成品自由锻件进行自然冷却至常温，得到成品自由锻件。通过上述加工方法能够得到6082铝合金自由锻件，并且经过取样检测各项性能均能达到甚至超过传统6082铝合金带板结构的性能，从而拓宽了6082铝合金的应用领域。这里需要说明的是，上述成品自由锻件的状态为T6。
为了本领域技术人员更好的理解本发明提供的敦粗后打方锻造并循环锻造工艺，下面结合具体的方锭规格的多方锻造过程进行举例说明：
如图2所示，取方锭的规格尺寸为480×640×1100mm，为了更好的说明锻造过程，定义方锭初始尺寸时对应640×1100mm的面为参照面，即图中所示的“A”面，首先沿A面纵向(指原方锭1100mm的长度方向)向下敦粗至高度500+30mm、长度800mm、宽度550mm；然后进行打方锻造，使A面为500+30×500+30mm、对应的长度为1200mm；然后使A面朝上向下进行第二次敦粗至高度250+30mm，对应长度和宽度均为1000mm；然后对A面的邻面进行打方锻造，使其尺寸为500+30×500+30mm、对应的长度为1200mm；然后再使A面朝上进行第三次敦粗至高度300+30，对应长度和宽度均为950mm；最后再对A面的邻面进行打方至540+20×220+10mm，长度方向进行拔长矫正锻造操作，此时1火完成，得到的锻至尺寸2150+30×540+20×220+10。根据需求的长度可以一分为二，然后将1件通过机加工加工至尺寸规格为1050+5×530+5×210+5mm，另一件加工至尺寸规格为1040+5×530+5×210+5mm。
为了本领域技术人员能够更好的理解本发明的技术方案，下面结合6082铝合金自由锻件的各项性能检测结果，具体参见表1-表3：
其中，表1为6082铝合金自由锻件的力学性能与传统6082铝合金带板结构的力学性能的对比表；
表2为6082铝合金自由锻件的纵、横向、高向的力学性能与传统6082铝合金带板结构的性能标准的对比表；
表3为6082铝合金自由锻件的硬度和电导率的检测结果。
表1
通过表1可以看出，由本发明方法得到的6082铝合金自由锻件的力学性能(抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度)均达到了传统6082铝合金带板结构的力学性能，部分性能甚至超越了传统6082铝合金带板结构的力学性能。
表2
通过表2可以看出，由本发明方法得到的6082铝合金自由锻件的力学性能，无论是从纵向、横向、还是高向，检测结果均优于传统6082铝合金带板结构的性能标准。
表3
| 硬度标准HBW | 硬度实测HBW | 电导率标准Ms/m | 电导率实测MS/m |
| ≥95 | 115-120 | 25-30 | 25.69-27.75 |
通过表3可以看出，由本发明方法得到的6082铝合金自由锻件的硬度实测在115-120HBW，符合≥95HBW的硬度标准；电导率实测在25.69-27.75MS/m之间，符合25-30MS/m的导电率标准。
在一些具体的实施方案中，为了保证后续机加工的加工精度上述步骤S1中的坯料的高度方向相比于预加工自由锻件的高度方向甩有高度加工余量，坯料的宽度方向相比于预加工自由锻件的宽度方向甩有宽度加工余量。并且一般来说，高度加工余量和宽度加工余量均为10mm。当然可以理解的是，上述高度加工余量和宽度加工余量所选数值仅仅是本发明实施例的优选举例而已，还可以是本领域技术人员根据实际生产需求选择对应的其他加工余量数值。
此外，上述步骤S1中的坯料的长度为预加工自由锻件的最大长度的多倍。这样经过多次循环敦粗后打方锻造后的坯料，在后续机加工中可以被切割成多个与预加工自由锻件的成品的长度相对应的子坯料，对每个子坯料进行机加工得到与预加工自由锻件的成品的外形尺寸相对应的半成品自由锻件，这样可以提高工作效果，一次制作出多个半成品自由锻件。
这里需要说明的是，一般来说，经过步骤S2中机加工完成后的半成品锻件的表面光洁度为▽5。当然可以理解的是，上述仅仅是本发明实施例对于表面光洁度的优选举例而已，实际应用过程中，可以根据实际设计需求选择对应的其他表面光洁度。
另外需要说明的是，上述步骤S32中人工时效处理的加热时间和空气保温时间总和一般控制在8～11小时。这里需要说明的是，加热时间是指时效处理室的升温，一般为了减少升温时间，需要将时效处理室预先升温至预设温度。
此外，在完成步骤S3后，还可以包括步骤S4：对完成热处理的成品自由锻件进行探伤检测。并且探伤检测一般采用超声波检测，对厚度方向的两个面均进行检测。通过探伤检测能够及时发现成品锻件是否存在内在缺陷。
以上对本发明所提供的6082铝合金自由锻件的加工方法进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种6082铝合金自由锻件的加工方法，其特征在于，该方法包括步骤：
步骤S1：对方锭进行敦粗后打方锻造并循环锻造多次后，拔长并矫正以形成预加工自由锻件的坯料，所述坯料的横截面与所述预加工自由锻件的最大横截面相对应；
步骤S2：对所述坯料进行机加工，以形成与所述预加工自由锻件的成品的外形尺寸相对应的半成品自由锻件；
步骤S3：对所述半成品自由锻件进行热处理，具体包括以下子步骤：
步骤S31：对所述半成品自由锻件进行淬火处理，所述淬火处理的固溶温度为535±5℃，空气保温时间为530分钟，淬火水温控制在60～70℃；
步骤S32：对经过淬火处理的所述半成品自由锻件进行人工时效处理，所述人工时效处理的温度为170±5℃，空气保温时间为8小时；
步骤S33：对经过人工时效处理的所述半成品自由锻件进行自然冷却至常温，得到成品自由锻件。
2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S1中所述的坯料的高度方向相比于所述预加工自由锻件的高度方向甩有高度加工余量，所述坯料的宽度方向相比于所述预加工自由锻件的宽度方向甩有宽度加工余量。
3.如权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述高度加工余量和所述宽度加工余量均为10mm。
4.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S1中的坯料的长度为所述预加工自由锻件的最大长度的多倍。
5.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，经过所述步骤S2中机加工完成后的所述半成品锻件的表面光洁度为▽5。
6.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S32中人工时效处理的加热时间和空气保温时间总和控制在8～11小时。
7.如权利要求1-6任一项所述的加工方法，其特征在于，在完成所述步骤S3后，还包括步骤S4：对完成热处理的成品自由锻件进行探伤检测。
8.如权利要求1-6任一项所述的加工方法，其特征在于，所述成品自由锻件的状态为T6。
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